Citrininė baterija yra klasikinis mokslinis eksperimentas, naudojamas parodyti cheminių baterijų sistemos pagrindus. Norint atlikti šį eksperimentą, mokslininkui reikia vienos labai sultingos citrinos, cinkuoto arba cinkuoto plieno vinio ir švarios varinės monetos arba buitinės varinės laidų dalies. Akumuliatorių gaminančiam mokslininkui taip pat reikia laido su aligatoriaus spaustukais kiekviename gale ir jautraus voltmetro. Voltmetrus dažniausiai galima rasti techninės įrangos parduotuvės, elektroninės hobių parduotuvės ar namų tobulinimo centro elektros tiekimo skyriuje. Maži šviesos diodai (LED) ir kiti elektros prietaisai taip pat gali būti naudojami citrinos akumuliatoriui išbandyti, nors tam paprastai reikia papildomų citrinų.
Patogus abonementas
Citrinų baterija priklauso nuo elektronų ir cheminės reakcijos, kuri vyksta, kai metalai patenka į rūgštų mišinį. Citrinoje yra daug rūgščių sulčių, kurios mokslinėje terminijoje yra „elektrolitas“. Elektrolite esanti rūgštis padeda suskaidyti metalų, tokių kaip varis ir cinkas, atominę struktūrą, todėl išsiskiria atskiri elektronai. Kai mokslininkas sukuria grandinę, sujungdamas du metalus laidininku, elektronai teka per ją kaip elektros krūvis, kurį galima aptikti voltmetru ar kitu prietaisu.
Baterijos gaminimas
Pirmiausia mokslininkas, kuriantis citrinos bateriją, turėtų atsargiai įkišti varinę monetą arba buitinę vario laidą į vieną citrinos galą, tada į priešingą galą įkišti cinkuotą vinį. Tai darančiam mokslininkui svarbu įsitikinti, kad du metalai nesusiliečia vienas su kitu. Tai uždarytų grandinę, o metalų laikymas jiems liečiant gali sukelti lengvą elektros smūgį.
Mokesčio sukūrimas
Vinis ir moneta dabar tapo elektrodais. Varis ir cinkas leidžia per juos tekėti elektronams, o tai reiškia, kad jie laikomi puikiais elektros laidininkais. Varinė moneta arba viela yra laikoma teigiamu (+) elektrodu, o cinkuota vinis yra neigiamas (-) elektrodas.
Laisvai tekantys elektronai, randami citrinos sulčių elektrolite, natūraliai nori pereiti nuo neigiamo prie teigiamų elektrodų. Kaip greitai šie elektronai teka, matuojamas srovės stipris. Voltmetras tai nustato rodydamas įtampą, kuri rodo grandinėje veikiantį „elektros slėgį“.
Įtampos matavimas
Viena citrinų baterija nesukuria didelės įtampos, tačiau jautrus voltmetras turėtų aptikti tam tikrą elektros išvestį. Mokslininkas turėtų prijungti teigiamą laido spaustuką, kurio galas yra raudonas korpusas, su varine moneta arba viela; ir neigiamą segtuką, galas su juodu korpusu, prie cinkuotos vinies. Skaitmeninis rodmuo arba analoginis voltmetro ciferblatas turėtų rodyti mažą įtampos skaičių, paprastai mažesnį nei viena dešimtoji volto. Paprastai to nepakanka norint paleisti skaitmeninį laikrodį ar maitinti elektros lemputę, tačiau tai rodo, kad elektros srovė buvo sukurta cheminės reakcijos metu citrinos baterijoje.
Mokesčio didinimas
Nors vieno elemento citrinos baterija veikia, ji suteikia mažai prasmingo elektros krūvio. Papildoma įtampa gali būti teikiama padidinus elementų arba citrinų skaičių akumuliatoriuje. Citrinų serija gali veikti kartu kaip viena baterija per papildomus laidus, prijungtus nuo vienos citrinos teigiamo elektrodo, varinės dalies, iki neigiamo galo, cinko vinies, kitos.
Maždaug keturios tokiu būdu nuosekliai sujungtos citrinos turėtų suteikti pakankamai galios apšviesti nedidelį šviesos diodą. Mokslininkas turėtų prijungti neigiamą laidą iš vieno citrinos galo prie LED laido, esančio arčiausiai išlygintos korpuso srities. Tada jis arba ji gali prijungti teigiamą laidą iš kito citrinos galo prie kito laido. Šviesos diodo centre turėtų užsidegti silpnas, bet pastebimas švytėjimas; Į akumuliatorių galima įdėti papildomų citrinų ar elementų, kad būtų didesnis įkrovimas ir dar ryškesnis spindesys.